XXXX-09-10--第2章环境与健康的关系

第二章环境与健康的关系第一节人类的环境环境（environment）是指以人为主体的外部世界，是地球表面的物质和现象与人类发生相互作用的各种自然及社会要素构成的统一体，是人类生存发展的物质基础，也是与人类健康密切相关的重要条件。一、人类自然环境的构成二、生态环境生态环境(ecologicalenvironment)是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和，是一个大系统，是由生态系统和环境系统中的各个“元素”共同组成。二、生态环境•生态系统(ecosystem)是在一定空间范围内，由生物群落及其环境组成，借助于各种功能能流（物质流、能量流、物种流和信息流)所联结的稳态系统。生态系统的主要特征：整体性开放性自调控可持续性•生态系统服务：由自然系统的生境、物种、生物学状态和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能。•生态系统健康：根据人类健康的隐喻来建立良好生态的目标。通常把具有活力、结构稳定和自调节能力的生态系统看做是健康的生态系统。二、生态环境第二节人与环境的辨证统一关系人体与环境的关系是生物发展史上长期形成的一种既相互对立、相互制约又相互依存、相互转化的辩证统一关系。人类既是环境的产物，也是环境的塑造者。一、人与环境对立统一关系的演变过程人类初期，人与环境之间的矛盾尚不突出。随着人类活动能力的增强，特别是进入了农业文明时代，与环境的矛盾却显得突出起来。进入现代工业时代，情况发生了根本性的变化。人类在对环境进行改造的同时，对环境的破坏也日益加剧。二、人与环境的互动关系（一）人与环境在物质上的统一性人体血液中和地壳中元素含量的相关性（二）人类对环境的适应性在人类长期进化发展过程中，人体对环境的变化形成一定的调节功能以适应环境状态的变动。机体的适应性是人类在长期发展的进程中与环境相互作用所形成的遗传特征。人体对环境变化的适应能力是有限度的，如果环境条件发生剧烈的异常变化，超越了人类正常的生理调节范围，可引起人体某些功能、结构发生异常反应，使人体产生疾病甚至造成死亡。二、人与环境的互动关系（三）人与环境之间的生态平衡在人类生态环境中，人和环境之间不断地进行着物质、能量、信息交换，保持着动态平衡而成为不可分割的统一体，从而实现了人与环境的统一。生态平衡不是一成不变的，而是经常处于变动之中，是一种动态平衡。生态平衡的实现是保持人和环境健康关系的基本条件。二、人与环境的互动关系三、环境因素对健康影响的双重性环境因素对机体健康的影响具有有利和有害两方面的特性适宜的紫外线具有杀菌、抗佝偻病和增强机体免疫力等作用，但过量的紫外线照射则产生有害效应适宜的气温对人类生存是必不可少的，但过热或过冷则对机体健康不利过高或过低的微量元素对人体的健康都是不利的。“hormesis”效应：即某些物质在低剂量时对生物系统具有刺激作用，而在高剂量时具有抑制作用。较大量地长期饮酒可增加食管癌、肝癌和肝硬化的危险性，而少量饮酒可减少冠心病和脑卒中的发生。低剂量的三氧化二砷可以治疗白血病，而稍高剂量则可以导致健康危害甚至死亡。四、人与环境相互作用的生物学基础环境应答基因的多态性是造成环境相关疾病人群易感性差异的重要原因环境基因组计划(environmentalgenomeproject）---研究环境应答基因(environmentalresponsegene)的多态性(基因结构差异造成的易感基因）在环境暴露所致疾病中的作用---DNA修复基因、毒物代谢酶基因、激素代谢酶基因、受体基因、细胞周期基因、信号传递基因、介导免疫和感染反应基因、介导营养因素基因、参与氧化过程基因---基因结构的多态导致相应蛋白质和酶活性的变化，表现出应答反应的多样性，产生易感性的差异拟系统研究的十类环境应答基因多态性代谢酶基因多态性与肿瘤的遗传易感性密切相关---CYP1A1（细胞色素P450酶基因）活性高的个体在相同的吸烟条件下易患肺癌（该酶能使无活性的多环芳烃活化为终致癌物）---NAT（N-乙酰转移酶基因）活性低的个体吸烟(芳香胺暴露)易患膀胱癌（酶活性低时解毒能力下降)DNA修复基因单核苷酸多态性是决定肿瘤易感性的重要原因---DNA损伤修复缺陷,对紫外线、烷化剂和某些致癌物的作用敏感性增高人类疾病与基因多态性(易感基因)关系的研究是环境卫生学前沿研究领域。对易感人群筛选，有效做好易感人群的疾病预防工作具有重要意义四、人与环境相互作用的生物学基础五、人与环境的可持续、协调发展要树立协调的发展观要发展科学技术的调控作用要坚持可持续发展、以人为本的发展观人类与环境的对立统一关系无处不有，无时不在，要消除对立，强化统一，就必须协调人类与环境的关系，在经济建设中做到经济效益、社会效益、生态效益的高度协调，只有这样，才能保证人类的持续发展与环境的高度统一。人类的进化和发展史就是主动依赖于环境、适应环境、改造环境，创造更加美好的环境条件的过程，就是人与环境相互作用的动态过程。第三节环境改变与机体反应的基本特征疾病、死亡一、环境介质与环境因素暴露•环境物质在环境介质中的迁移单一介质内的迁移不同介质间的迁移生物性迁移生物放大作用：(biomagnification)在通过食物链和食物网迁移的过程中，生物体内化学物质的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。•环境化学物在环境介质中的转化化学转化指污染物通过各种化学反应过程发生的转化。生物转化指环境化学物通过生物相应酶系统的催化作用所发生的变化过程。一、环境介质与环境因素暴露•环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露影响扩大暴露范围增加暴露途径改变污染物的性质影响暴露剂量一、环境介质与环境因素暴露二、暴露特征与反应•暴露途径⒈影响总暴露量⒉影响吸收率⒊改变作用靶•剂量-反应（效应）关系剂量与反应剂量(dose)：进入机体有害物质的量。反应(response)：是接触一定剂量的有害因素后，表现某种生物学效应并达到一定强度的个体在群体中所占的比例。剂量-反应关系(dose-responserelationship)：随着环境有害因素剂量增加，产生某种特定生物学效应的个体数而随之增加的关系。二、暴露特征与反应剂量与效应效应（effect）即生物学效应，指机体在接触一定剂量的化学物后引起的生物学改变。剂量-效应关系(dose-effectrelationship)：是指随着环境有害因素剂量的增加，机体内所产生的有害生物学效应而随之增强的相关关系.二、暴露特征与反应剂量-反应（效应）曲线的类型剂量-反应关系可用曲线表示，即以表示反应的百分率或比值为纵坐标，以剂量为横坐标，绘制散点图所得的曲线。环境毒理学研究可见直线型、S形曲线、抛物线型、指数曲线、双曲线和受干扰的曲线等六种曲线类型。二、暴露特征与反应二、暴露特征与反应二、暴露特征与反应三、环境多因素暴露与联合作用•环境作用因素的多样性•联合作用类型•相加作用•协同作用•增强作用•拮抗作用•独立作用功能拮抗化学拮抗配置拮抗受体拮抗四、人群健康效应谱与易感人群人群健康效应谱健康效应：是在某一环境暴露水平条件下，人体（群）接受有害因素的影响而产生的健康状况的损害。健康效应谱（spectrumofhealtheffect)：健康效应从无到有，从小到大，从量变到质变的连续过程。四、人群健康效应谱与易感人群四、人群健康效应谱与易感人群•人群易感性•易感人群：对环境有害因素作用的反应更为敏感和强烈的人群称为易感人群(敏感人群)。•影响人群易感性的因素非遗传因素遗传因素四、人群健康效应谱与易感人群人类的自然环境是人类生存的必要条件，与人类的健康密切相关。在人类的自然环境中存在着大量对健康有利的因素，也有不少不利因素。深入研究这些因素与健康的关系，是环境卫生学的基本任务之一。第四节自然环境与健康(一)地质灾害对人类健康的影响•1.地震•2011年3月11日发生于日本福岛县附近海底的大地震，引发强烈海啸，导致核泄漏事故，致使日本东北地区至少20万居民直接遭受核辐射，并将对日本工农业生产造成长远不利影响。地震还会给灾难的经历者或家属造成持久的心理创伤。(一)地质灾害对人类健康的影响•2.火山爆发•据统计，全球每年约有50～60座火山喷发。•火山喷发可造成直接的、快速的人身伤害，如火山熔岩流的侵袭，火山喷发引起的火灾、引发的山崩、地震等均可造成直接的人身伤害。瑞典和新西兰某火山地区，因火山喷发土壤砷含量高达10000mg/kg，使当地居民暴露砷而造成危害。1.气象灾害据统计，我国发生的各类自然灾害中约70％是气象灾害。许多气象灾害可直接导致人员伤亡、严重破坏人类的生活环境、恶化人类的生存条件，造成饥荒和疾病流行。国际红十字会统计，全球每年受洪水影响的人数600O多万，造成300多万人无家可归，死亡约l.3万人。（二)气象灾害和极端天气对人类健康的影响(1)高温天气一般以日最高气温≥35℃作为高温天气，持续多日35℃以上的高温天气叫“热浪”。在我国长江流域的夏季经常出现≥35℃的高温天气。2011年夏季，热浪侵袭美国，美国东部有41个城市气温创下新高或平纪录，其中得克萨斯州的达拉斯有连续23天气温超过37℃，这次热浪在美国共造成30余人死亡。2．极端天气（二)气象灾害和极端天气对人类健康的影响(2)寒冷天气凡使当地24h降温10℃以上或48h降温12℃以上、且最低气温降至5℃以下的强冷空气称为寒潮。2008年年初，我国南方遭遇持续的低温雨雪冰冻天气，给20个省（区、市）造成重大灾害。此次灾害受灾人口达1亿多人，死亡60人；失踪2人，紧急转移安置175.9万人；农作物受灾面积7270.8千公顷；直接经济损失537.9亿元。（二)气象灾害和极端天气对人类健康的影响(三)高原特殊地理环境与健康•长期生活在平原的高原移居者，可因高原低氧引起高原反应、高原肺水肿、红细胞增多症和高原性心脏病等不利于健康的影响。•此外，海拔越高，大气压越低，水的沸点也越低。在海拔4000米左右的高地，水的沸点约87℃，可能会由于食物加温不够成为易患消化道疾病的原因之一。（一）地表化学元素分布常量元素：碳、氢、氧、氮、硫、钾、钠、磷、钙、镁、氯等11种元素，占人体内化学元素总量99.95％。微量元素：在人体内正常含量小于人体体重0.01％的它包括锌、铁、铜、氟、碘、等。地球上不同地区的土壤、水体和植物中化学元素的种类和含量存在着差异。二、地球化学因素与健康微量元素分为:必需微量元素和非必需微量元素。必需微量元素：14种微量元素(锌、铁、铜、钼、铬、锰、钴、镍、锡、钒、碘、硒、氟和硅)在生物体内是维持正常生理、生化功能、生长发育和生殖繁衍所必不可缺的元素，称之必需微量元素。非必需微量元素:无或尚未发现生物学作用。(二)微量元素的生物学效应及对健康的影响必需微量元素不能通过机体自身合成，必须从外界摄取。它们的需要量很小，但对生命活动过程的作用极大。生物学效应主要包括:1.参与酶的构成和酶的激活，影响酶的活性。人体内约50％～70％酶含有微量元素，它们在酶蛋白结构中起着特异活化中心的作用。2.参与某些蛋白质的合成，发挥特殊功能。(二)微量元素的生物学效应及对健康的影响3.参与激素及其辅助因子的合成，与内分泌活动密切相关。4.维持正常的生殖功能。5.微量元素对生长发育、机体免疫功能感官功能等均有明显影响和重要作用。必需微量元素具有两重性，摄入过量也会对人体产生危害。(二)微量元素的生物学效应及对健康的影响地壳表面化学元素分布不均匀、地形特征和气候差别等因素,可影响环境介质中化学元素的含量，从而影响人体化学元素的摄入量。生物地球化学性疾病：由于地质原因使得生活在该地区的人群对某种化学元素摄入量过高或过低而引发的疾病.如碘缺乏病、地方性氟病等。（三）地球化学因素与疾病(一)生物性有毒有害物质与健康生物性有毒有害物质的种类很多。目前了解较多、毒害严重的主要有动物毒素和植物毒素。1.动物毒素陆生和水生的有毒动物所产生的有毒物质称为